Путем объединения в одном генотипе гена Hl c рецессивными генами короткостебельности нам удалось получить самые короткостебельные линии (80 см) данной группы, сочетающие короткостебельность с хорошей продуктивностью и качеством зерна (ПРАГ 530, ПРАГ 531 и др.). Показано, что при правильном подборе доноров можно существенно улучшить показатели продуктивности у короткостебельных форм тритикале.
Группа 5 - образцы с высотой от 80 до 120 см, имеющие ген низкорослости Rht3 от пшеницы Tom Pouce с неполным доминированием короткостебельности (Bokolo, Tomzsi и др.). У пшеницы данный ген, снижая высоту, отрицательно влияет на признаки продуктивности (раскидистая форма куста, мелкое щуплое зерно). У тритикале нам удалось преодолеть эти отрицательные качества, получены линии по крупности зерна даже превышающие средние показатели. Однако, несмотря на улучшение показателей продуктивности и качества зерна на данный момент нам не удалось получить линии с геном Rht3 способных конкурировать с сортообразцами созданными на основе других генов короткостебельности.
Все вышеперечисленные группы состоят из сортообразцов гексаплоидного тритикале с обычным немодифицированным набором хромосом генома ржи.
Группа 6 - гексаплоидные тритикале с высотой растения от 50 до 150 см, имеющие 2R/2D замещение, при создании которых использовались все вышеперечисленные источники короткостебельности (ТИ 17, АД 1422, АДК 1369t, Alamos 83, Кубанец и др.). Нашими исследованиями был выявлен аддитивный эффект при взаимодействии генов короткостебельности и генетического компонента, влияющего на высоту растения у хромосомы 2D, который позволяет получать короткостебельные формы, с длиной стебля намного короче чем у образцов с немодифицированным составом хромосом генома ржи. Минимальная высота жизнеспособного растения, которую нам удалось добиться с использованием R/D замещения - 50 см.
Линии, полученные на основе R/D замещений, практически по всем показателям уступают лучшим сортообразцам тритикале, имеющих немодифицированный состав хромосом, однако они существенно превышают по продуктивности и качеству зерна исходные родительские формы, что указывает на перспективу их селекционного улучшения.
Группа 7. В результате работы по интрогрессии в генотип тритикале гена Rht10 от короткостебельного сорта озимой пшеницы Ai-bian 1 получены линии F4 (F2 CS x Ai-bian1) х Саратовская7 с высотой растения от 40 до 90 см. Показатели продуктивности у самых короткостебльных (40-50 см) форм низкие, однако при правильном подборе доноров улучшения данных признаков можно добиться получения продуктивных форм с сохранением короткой соломины.
Группа 8. Ультракарликовые формы (15-35 см), сильно отличающиеся по фенотипу от всех имеющихся образцов. Карликовость у данной формы обусловлена действием гена короткостебельности с неполным доминированием, оказывающим сильный плейотропный эффект на ряд морфологических признаков: длина междоузлий, строение листьев, длина, плотность и цвет колоса.
Таким образом, нами впервые было проведено изучение генетического контроля высоты растений у широкого набора образцов гексаплоидных тритикале с различной хромосомной структурой, показана селекционная ценность аллелей различных генов короткостебельности, получены высокопродуктивные устойчивые к полеганию линии гексаплоидного тритикале с различной выраженностью длины стебля, имеющие большую ценность, как для селекции, так и для непосредственного внедрения в производство.
ВЫВОДЫ
1. Впервые на основе всестороннего изучения генофонда гексаплоидного тритикале выделены три основных направления, имеющих большую значимость для селекции культуры на короткостебельность:
- создание сортов тритикале с высотой растения 120-140 см, обусловленной экспрессией рецессивных генов короткостебельности;
- создание сортов с длиной соломины 100-130 см на основе использования полудоминантного гена короткостебельности Hl в сочетании с рецессивными генами;
- селекция сортов с высотой растений 50-60 см за счет введения главных генов короткостебельности в генотипы R/D замещенных форм.
2. При изучении наследственного разнообразия по высоте растений сортообразцов гексаплоидного тритикале выделены формы со всеми селекционно-ценными градациями признака (изучена почти вся мировая коллекция ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова).
3. У образцов гексаплоидного тритикале с геномом AABBRR идентифицировано 6 генов короткостебельности, из них 4 новых, ранее не идентифицированных. У выделенных форм признак контролируется 1-2 парами аллелей.
4. Разработан комплексный подход для идентификации R/D замещений у гексаплоидных тритикале. Доказана невозможность изучения генетического контроля короткостебельности методом гибридологического анализа в комбинациях скрещиваний замещенных форм с полногеномными. У 13 образцов с R/D замещением идентифицировано 8 генов короткостебельности.
5. Созданы новые доноры короткостебельности с геном Rht10 мягкой пшеницы и полудоминантным плейотропным геном ультракарликового мутанта тритикале.
6. Идентифицированные гены короткостебельности не сцеплены с генами (за исключением Rht3 и полудоминантного гена у КРЛ), снижающими показатели продуктивности тритикале, что подтверждает селекционную ценность выделенных образцов.
7. На основе изученных сортообразцов создано 83 линии гексаплоидного тритикале, сочетающих устойчивость к полеганию с комплексом хозяйственно ценных признаков (продуктивность, выполненность зерна, скороспелость, устойчивость к грибным болезням) в различных агроэкологических условиях.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Сортобразцы тритикале ПРАГ 160, ПРАГ 204, ПРАГ 46/4, СЛ3МР6, Курская степная, Presto, Stier“S”, CIN-CNO/Bgl, IA-M2AxPi 62/Bgl, Yago, Guadjira, ПРАГ 184, ПРАГ 199, имеющие различные гены короткостебельности следует использовать в качестве доноров низкорослости для создания высокопродуктивных, устойчивых к полеганию сортов тритикале с определенной высотой растения для использования в различных агроэкологических условиях выращивания.
2. Созданные нами селекционно-ценные короткостебельные высокопродуктивные линии гексаплоидного тритикале (яровые, озимые, двуручки) выделенные из комбинаций от скрещиваний: ПРАГ 46/4 х Presto (ПРАГ 511), Аист харьковский х CinCno/Bgl, Аист харьковский х СЛ3МР6, Guadаjira x Presto, Курская степная х ПРАГ 199 (ПРАГ 536), Presto х ПРАГ 199 (ПРАГ 530, ПРАГ 531), ПРАГ 199 х ПРАГ 160, СЛ3МР6 х Yago, IA-M2AxPi 62/Bgl x Presto, Guadjira x Presto, Союз х ПРАГ 531, ПРАГ 471 х ПРАГ 531, ПРАГ 483 х ПРАГ 531, ПРАГ 494 х ПРАГ 531, ПРАГ 204 х ПРАГ 531 рекомендуются в качестве доноров низкорослости для создания устойчивых к полеганию сортов интенсивного типа. Наиболее урожайные линии ПРАГ 511, ПРАГ 536 и ПРАГ 530 предлагаются для использования непосредственно в производстве.
3. Сортообразцы гексаплоидного тритикале ПРАГ 471, ПРАГ 483, ПРАГ 494, ПРАГ 204 и Союз рекомендуются в качестве доноров для улучшения признаков продуктивности при создании предельно возможных короткостебельных форм гексаплоидного тритикале.
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Научные работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Куркиев К.У., Куркиев У.К., Альдеров А.А. Генетический контроль короткостебельности гексаплоидных тритикале (Triticosecale Wittm.) // Генетика. 2006. Т. 42. № 3. С. 369-376.
2. Куркиев К.У. Интрогрессия гена короткостебельности Rht10 от пшеницы сорта Ai-bian 1 в генотип тритикале // Генетика. 2007. № 9. С. 1269-1272.
3. Куркиев К.У. Фено- и генотипические особенности ультракарликовой формы гексаплоидного тритикале // Генетика. 2008. №3. С. 389-394.
4. Куркиев К.У. Наследование высоты растения у гексаплоидных форм тритикале с R/D замещением // Генетика. 2008. №9. С. 1238-1245.
5. Куркиев К.У. Альдеров А.А. Аллельные взаимоотношения генов короткостебельности у гексаплоидных тритикале // Вестник Россельхозакадемии. 2007. №5. С. 23-25.
6. Куркиев К.У., Куркиев У.К., Тырышкин Л.Г. Сравнительная характеристика экспрессии генов короткостебельности Rht3, Rht10 и Hl в геномах мягкой пшеницы, ржи и гексаплоидного тритикале // Вестник Россельхозакадемии. 2008. №4. С. 48.
7. Куркиев К.У. Создание селекционно-ценных линии с геном короткостебельности Hl // Доклады Россельхозакадемии. 2007. № 5. С. 5-6.
8. Куркиев К.У. Генетический контроль высоты растений в комбинациях скрещивания яровых гексаплоидных тритикале c R/D замещением хромосом // Доклады Россельхозакадемии. 2008. №3. С. 5-6.
9. Куркиев К.У., Тырышкин Л.Г., Колесова М.А., Куркиев У.К. Идентификация генов короткостебельности Rht2 и Rht8 у образцов гексаплоидного тритикале с помощью ДНК маркеров // Информационный вестник ВОГиС. 2008. Т.12. №3. С. 372-376.
10. Куркиев К.У., Куркиев У.К. Селекционно-ценные, устойчивые к полеганию линии гексаплоидного тритикале // Зерновое хозяйство. 2008. № 1-2. С. 51-53.
11. Куркиев К.У. Наследование высоты растения у короткостебельного гексаплоидного образца тритикале ПРАГ 531 // Зерновое хозяйство. 2008. № 1-2. С. 56-58.
12. Куркиев К.У., Куркиев У.К., Дибиров М.Д., Тырышкин Л.Г. Создание низкорослых селекционно-ценных линий ярового гексаплоидного тритикале // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2008. № 8. С. 19-23.
13. Тырышкин Л.Г., Курбанова П.М., Куркиев К.У., Саруханов И.Г., Куркиев У.К. Эффективная ювенильная устойчивость гексаплоидного тритикале к бурой ржавчине // Защита и карантин растений. 2008. № 10. С. 25.
14. Куркиев К.У. Реакция на экзогенную гиббереловую кислоту (ГК) у сортообразцов гексаплоидного тритикале // Агро XXI. 2009. № 4-6. С.
15. Куркиев К.У., Куркиев У.К., Керимов Н.С., Темирбекова С.К. Устойчивость гексаплоидных тритикале к желтой ржавчине в Дагестане // Защита и карантин растений. 2009. № 4. С.
2. Остальные публикации
16. Куркиев К.У., Куркиев У.К., Альдеров А.А. Генетический контроль признака высота растения гексаплоидного тритикале // ВУЗ и АПК: задачи, проблемы и пути решения. Сборник научных трудов межрегиональной научно-практической конференции. Махачкала. 2002. С. 163-165.
17. Куркиев У.К., Дибиров М.Д., Куркиев К.У. Перспективы использования генофонда тритикале в горных условиях Дагестана // Материалы Общероссийской научно-практической конференции «Горные регионы России: стратегия устойчивого развития в ХХI веке - повестка дня 21». Махачкала. ДНЦ РАН. 2003. С. 172-174.
18. Куркиев У.К., Куркиев К.У. Устойчивость тритикале (Tritisecale Wittm) к жёлтой ржавчине Puccinia striiformisWest. Тез.докл. науч.-прак. конф.: "Наукове забезпечення виробництва зерна тритикале i продуктiвйщго перебки". Харкiв 6-8 липня 2005 р. С. 19-20.
19. Куркиев У.К., Мережко А.Ф., Куркиев К.У. Систематизация мировой коллекции тритикале ВНИИР им. Н.И.Вавилова по направлению использования и агроэкологическому типу // Тез.докл. науч.-прак. конф.: "Наукове забезпечення виробництва зерна тритикале i продуктiвйщго перебки". Харкiв 6-8 липня 2005 р. С. 19-20.
20. Куркиев К.У. Внутривидовое разнообразие гексаплоидного тритикале по длине, числу колосков и плотности колоса // Материалы Всероссийской конференции «Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России». Дон. зон. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва. пос. Рассвет. 2006. С. 414-420.
21. Куркиев К.У. Новая мутантная форма тритикале // Материалы международной конференции «Проблемы биологии растении». СПб. 2006. С. 100-101.
22. Куркиев К.У., Куркиев У.К. Анализ длины и числа междоузлий у гексаплоидных форм тритикале. Материалы международной конференции «Проблемы биологии растении». СПб. 2006. С. 102-105.
23. Kurkiev U.K., Kurkiev K.U. Creation of new initial material for triticale breeding //Proceedings 6 th International Triticale Symposium. 3 - 7 September 2006b. Stellenbosch, South Africa. Р. 45-47.
24. Куркиев К.У. Генетический контроль длины колоса у гексаплоидных форм тритикале // Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука, инновационный бизнес - сельскому хозяйству регионов». Махачкала. 2007. С. 168-170.
25. Куркиев К.У. Характер наследования длины верхнего междоузлия у гибридов озимого гексаплоидного тритикале // Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука, инновационный бизнес - сельскому хозяйству регионов». Махачкала. 2007. С. 166-168.
26. Куркиев К.У. Особенности наследования высоты растения у гексаплоидных тритикале с R/D замещением// Образование, наука, инновационный бизнес - сельскому хозяйству регионов. Сборник статей. Всероссийская научно-практическая конференция. Махачкала. 2007. С. 170-171.
27. Куркиев К.У. Изучение влияния сроков посева на проявление морфобиологических и селекционно-ценных признаков у ярового гексаплоидного тритикале / /Материалы статей IX международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа». Махачкала. 2007. С. 85-86.
28. Куркиев К.У. Характер наследования селекционно-ценных признаков у гексаплоидных форм тритикале // Материалы статей IX международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа». Махачкала. 2007. С. 86-88.
29. Куркиев К.У. Генетические основы селекции короткостебельных гексаплоидных тритикале//Тезисы докладов II Вавиловской международной конференции: "Генетические ресурсы культурных растений в ХХI веке: состояние, проблемы, перспективы".(26-30 ноября 2007 г.). СПб. 2007. С. 515-517.